Екологія - Васюкова Г. Т. - 3.1.4. Забруднення атмосфери викидами рухливих джерел

Фотохімічний туман являє собою багатокомпонентну суміш газів і аерозольних часток первинного і вторинного походження. До складу основних компонентів смогу входять озон, оксиди азоту і сірки, численні органічні сполуки перекисної природи, названі в сукупності фотооксидантами. Фотохімічний смог виникає в результаті фотохімічних реакцій за певних умов: наявності в атмосфері високої концентрації оксидів азоту, вуглеводнів і інших забруднювачів, інтенсивної сонячної радіації і затишності чи дуже слабкого обміну повітря в приземному шарі при могутній і протягом не менш доби підвищеній інверсії. Стійка безвітряна погода, що звичайно супроводжується інверсіями, необхідна для створення високої концентрації реагуючих речовин.

Такі умови створюються частіше в червні - вересні і рідше узимку. При тривалій ясній погоді сонячна радіація викликає розщеплення молекул діоксиду азоту з утворенням оксиду азоту й атомарного кисню. Атомарний кисень з молекулярним киснем дають озон. Здавалося б, останній, окислюючи оксид азоту, повинен знову перетворюватися в молекулярний кисень, а оксид азоту - у діоксид. Але цього не відбувається. Оксид азоту вступає в реакції з олефінами вихлопних газів, що при цьому розщеплюються по подвійному зв'язку й утворюють осколки молекул і надлишок озону. У результаті триваючої дисоціації нові маси діоксиду азоту розщеплюються і дають додаткові кількості озону. Виникає циклічна реакція, у підсумку якої в атмосфері поступово накопичується озон. Цей процес у нічний час припиняється. У свою чергу озон вступає в реакцію з олефінами. В атмосфері концентруються різні перекиси, що у сумі й утворюють характерні для фотохімічного туману оксиданти. Останні є джерелом так званих вільних радикалів, що відрізняються особливою реакційною здатністю. Такі смоги - нерідке явище над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком і іншими містами Європи й Америки. По своєму фізіологічному впливу на організм людини вони вкрай небезпечні для дихальної і кровоносної системи і часто бувають причиною передчасної смерті міських жителів з ослабленим здоров'ям.

3.1.4. Забруднення атмосфери викидами рухливих джерел

В останні десятиліття в зв'язку зі швидким розвитком автотранспорту й авіації істотно збільшилася частка викидів, що надходять в атмосферу від рухливих джерел: вантажних і легкових автомобілів, тракторів, тепловозів і літаків. Відповідно до оцінок, умістахнадолю автотранспорту приходиться (у залежності від розвитку в даному місті промисловості і числа автомобілів) від 30 до 70 % загальної маси викидів. У США в цілому по країні 40 % загальної маси п'яти основних забруднюючих речовин складають викиди рухливих джерел.

Основні рухливі джерела забруднення атмосфери наступні.

А) Автотранспорт.

Основний внесок у забруднення атмосфери вносять автомобілі, що працюють на бензині (у США на їхню частку приходиться близько 75%), потім літаки (приблизно 5 % ), автомобілі з дизельними двигунами (близько 4 %), трактори й інші сільськогосподарські машини (близько 4 %), залізничний і водяний транспорт (приблизно 2 %). До основних забруднюючих атмосферу речовин, що викидають рухливі джерела (загальне число таких речовин перевищує 40%), відносяться оксид вуглецю (у США його частка в загальній масі складає близько 70 %), вуглеводні (приблизно 19% ) і оксиди азоту (близько 9 % ). Оксид вуглецю (СО) і оксиди азоту (NOX) надходять в атмосферу тільки з вихлопними газами, тоді як не цілком згорілі вуглеводні (HNCM) надходять як разом з вихлопними газами (що складає приблизно 60 % від загальної маси вуглеводнів, що викидаються,), так і з картера (близько 20 %), паливного бака (близько 10 %) і карбюратора (приблизно 10 %). Тверді домішки надходять в основному з вихлопними газами (90 %) і з картера(10%). Найбільша кількість забруднюючих речовин викидається при розгоні автомобіля, особливо при швидкому, а також при русі з малою швидкістю. Відносна частка (від загальної маси викидів) вуглеводнів і оксиду вуглецю найбільш висока при гальмуванні і на холостому ходу, частка оксидів азоту - при розгоні. З цих даних випливає, що автомобілі особливо сильно забруднюють повітряне середовище при частих зупинках і при русі з малою швидкістю.

Створювані в містах системи руху в режимі "зеленої хвилі", що істотно скорочують число зупинок транспорту на перехрестях, покликані скоротити забруднення атмосферного повітря в містах. Великий вплив на якість і кількість викидів домішок робить режим роботи двигуна, зокрема співвідношення між масами палива і повітря, момент запалювання, якість палива, відношення поверхні камери згоряння до її об'єму й ін. При збільшенні відношення маси повітря до маси палива, що надходять у камеру згоряння, скорочуються викиди оксиду вуглецю і вуглеводнів, але зростає викид оксидів азоту.

Незважаючи на те, що дизельні двигуни більш економічні, таких речовин, як СОХ, HNCM, NOX, викидають не більш, ніж бензинові, вони істотно більше викидають диму. Це переважно незгорілий вуглець, що до того ж має неприємний запах, створюваний деякими незгорілими вуглеводнями. У сполученні ж зі створюваним шумом дизельні двигуни не тільки сильніше забруднюють середовище, але і впливають на здоров'я людини набагато в більшому ступені, чим бензинові.

Б) Літаки.

Хоча сумарний викид забруднюючих речовин двигунами літаків порівняно невеликий (для міста, країни), у районі аеропорту ці викиди вносять визначальний вклад у забруднення середовища. До того ж турбореактивні двигуни (так само, як дизельні) при посадці і зльоті викидають добре помітний на око шлейф диму. Значну кількість домішок в аеропорті викидають і наземні пересувні засоби, автомобілі, що під'їжджають і від'їжджають. Відповідно до отриманих оцінок, у середньому близько 42 % загальної витрати палива витрачається на вирулювання літака до злітно-посадочної смуги (ЗПС) перед злетом і на зарулювання з ЗПС після посадки (за часом у середньому близько 22 хв.). При цьому, частка незгорілого і викинутого в атмосферу палива при рулюванні набагато більше, ніж у польоті. Крім поліпшення роботи двигунів (розпилення палива, збагачення суміші в зоні горіння, використання присадок до палива, упорскування води й ін.). Істотного зменшення викидів можна домогтися шляхом скорочення часу роботи двигунів на землі і числа працюючих двигунів при рулюванні (тільки за рахунок останнього досягається зниження викидів у 3 - 8 разів).

Схожі статті




Екологія - Васюкова Г. Т. - 3.1.4. Забруднення атмосфери викидами рухливих джерел

Предыдущая | Следующая